一种石墨烯原位复合磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种主要以磷酸(H3PO4)、氧化铁(Fe2O3)、四氧化三锰(Mn3O4)、碳酸锂(Li2CO3)和独创的液态低聚物C3为碳源为原材料，以聚乙烯吡络烷酮(PVP)、乙炔黑为添加剂，以去离子水作为分散介质，通过混合研磨、喷雾干燥以及预烧粉碎、高温烧结，通过一系列的热化学反应制备获得石墨烯原位复合磷酸锰铁锂(LiMnxFe1‑xPO4)锂离子电池正极材料的制备方法。石墨烯原位复合磷酸锰铁锂材料其安全性、倍率性能、结构稳定性及循环寿命等性能比传统的正极材料显著提升。

A graphene in situ composite lithium manganese phosphate cathode material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯原位复合磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池制造
，尤其涉及一种石墨烯原位复合磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池是一种万能型可充电式电池，是上个世纪90年代初兴起的最新一代二次电池产品，是通过电化学反应使电能与化学能相互转化而进行的存储或供给的装置。具有体积小、容量大、重量轻、无污染、能量密度高等特点。被广泛应用于手机、笔记本电脑等小型电子产品和电动自行车电池、混合动力汽车电池、纯电动汽车等。锂离子电池与传统的铅酸、镍镉、镍氢电池相比，具有高能量密度、高工作电压、长循环寿命、无记忆效应、安全无公害和快速充、放电等优点，有高达90％以上的充放电转化率，比抽水储能发电站的转化率和氢燃料电池的发电率高80％。锂离子电池逐渐成为消费电子产品中的主要电源。在很大程度上，正极材料的性能决定整个锂离子电池的综合性能，因此，近年来，锂离子电池正极材料的研究一直是国内外众多学者研究的热点。橄榄石型的磷酸盐LiMnFePO4(M＝Fe、Mn、Co、Ni、V)是最具有应用前景的动力电池。LiMnFePO4属于正交晶系，呈橄榄石状，空间群为Pnmb。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯原位复合磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，该方法包括步骤：A、按照Li:Mn:Fe：P摩尔比为1.0‑1.5：0‑1:0‑1:1的比例将碳酸锂、四氧化三锰、氧化铁、磷酸加入到混合溶剂中，研磨均匀后添加聚乙烯吡咯烷酮和乙炔黑继续研磨得到混合液；B、在所述混合液中加入一定量的液态低聚物C3，对其继续研磨混合均匀得到石墨烯复合的磷酸锰铁锂正极材料浆料；C、对所述正极材料浆料进行喷雾干燥处理，得到正极材料前驱体；D、在惰性气氛下先对所述正极材料前驱体进行预加热处理；对所述预收后得到的材料进行粉碎细化然后再进行煅烧处理，得到石墨烯原位复合磷酸锰铁锂正极材料。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯原位复合磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，该方法包括步骤：A、按照Li:Mn:Fe：P摩尔比为1.0-1.5：0-1:0-1:1的比例将碳酸锂、四氧化三锰、氧化铁、磷酸加入到混合溶剂中，研磨均匀后添加聚乙烯吡咯烷酮和乙炔黑继续研磨得到混合液；B、在所述混合液中加入一定量的液态低聚物C3，对其继续研磨混合均匀得到石墨烯复合的磷酸锰铁锂正极材料浆料；C、对所述正极材料浆料进行喷雾干燥处理，得到正极材料前驱体；D、在惰性气氛下先对所述正极材料前驱体进行预加热处理；对所述预收后得到的材料进行粉碎细化然后再进行煅烧处理，得到石墨烯原位复合磷酸锰铁锂正极材料。2.根据权利要求1所述的石墨烯原位复合磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述混合溶剂为聚乙烯吡咯烷酮与去离子水、乙醇、异丙醇或丙酮中的一种或多种组成的混合溶剂，其加入量为四氧化三锰、氧化铁、磷酸、碳酸锂、液态低聚物C3五种原料总质量原料总质量的1-100倍。3.根据权利要求1或2所述的石墨烯原位复合磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮的相对分子质量为2000-200000。4.根据权利要求1所述的石墨烯原位复合磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述乙炔黑的纯度为99.0-99.99％。5.根据权利要求1所述的石墨烯原位复合磷酸锰铁锂正极材料的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑洪，孔金丽，林文忠，黄少銮，李凯，张小勇，熊威，冯斌斌，王祎，张汉平，
申请(专利权)人：深圳市本征方程石墨烯技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44